172813. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrogént, foszfort és adott esetben káliumot is tartalmazó kevert műtrágya gyártására alkalmas szuszpenzió előállítására
3 172813 4 mivel a kristályosítás bonyolult és a nagy mennyiségben képződő melléktermékek csak nehezen értékesíthetők. Egy további ismert eljárás, az ún. PEC-eljárás (Farm. Chemicals, 1967 május, 28. oldal) szerint a kalciumot egy tetszés szerinti savval, például foszforsavval több egymás után kapcsolt ammóniakezelő tartályban kicsapják. Ennek az eljárásnak a hátránya a szükséges ammóniasemlegesítő tartályok nagy számával függ össze, amelyekben a nitrofoszfát-szuszpenzió pH-értékét fokozatosan a kevert műtrágyák előállítására alkalmas értékre kell megnövelni. Számos különböző fajta eljárás ismeretes, amelynél a nyersfoszfát feltárási lépésben foszforsavat és salétromsavat adagolnak, mimellett a nyersfoszfát foszfortartalmának egy részét foszforsavval pótolják. A salétromsav és a nyersfoszfát között végbemenő reakciónál többek között foszforsav és kalciumnitrát képződik, amelyeket ezután a hozzáadott foszforsavval együtt ammónia hozzáadásával semlegesítsenek. Ezeknél az eljárásoknál rendszerint több semlegesítési lépést alkalmaznak, illetve a semlegesítés egy részét granuláló berendezésben végzik, mivel a szuszpenzió erősen hajlamos a besűrűsödésre. Meglepő módon azt találtuk, hogy a felsorolt hátrányok kiküszöbölhetők és a szükséges semlegesítési lépések száma ezzel egyidejűleg két semlegesítési lépésre csökkenthető, ha a foszforsav legnagyobb részét a második semlegesítési lépésben adagoljuk, amelyben a szuszpenzió pH-értéke még elég magas ahhoz, hogy besűrűsödés ne történjen. Ezzel a módszerrel ezenkívül jó stabilitás is elérhető. A találmány szerinti eljárással a nyersfoszfátban például az apatitban található foszfor a növények számára hasznosítható alakba kerül. Ha ezt a célt úgy valósítják meg, hogy a salétromsavat és az apatitot reagáltatják, akkor a reakciónál az apatit foszfortartalmát foszforsav alakban felszabadítják. A foszfor egy része önmagában ismert módon közvetlenül is a szuszpenzióhoz adagolható foszforsav alakjában. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a szuszpenzió besűrűsödése - amely a semlegesítésnél beadagolt foszforsavra vezethető vissza - elkerülhető, ha a nyersfoszfát egy részét foszforsavval pótoljuk, utóbbi főtömegét pedig a második semlegesítési lépésben adjuk a szuszpenzióhoz, amelynek még olyan gyenge a pH-értéke, hogy a szuszpenzió besűrűsödése már nem megy végbe. Az első semlegesítési lépésben a szuszpenzió pH-értékét előnyösen 2,5-4,5-re, a második semlegesítési lépésben 5,0-6-ra állítjuk be. A szuszpenziót a semlegesítés közben előnyösen 110-130 C°-ra hűtjük le. Vízoldható foszfor kinyerése céljából a semlegesítési lépésben előnyösen foszforsavat és esetleg kénsavat, fölöslegben adagolunk, mimellett a foszforsav koncentrációját előnyösen 30—50 súly% PjOj-re állítjuk be. Az ammóniás semlegesítés közben tehát foszforsavat és esetleg kénsavat adagolunk, amikor is a kalciumnitrát elbomlik és kalciumfoszfát vagy gipsz képződik Az összreakció a következő formában vázolható: P2Os • 3,35 CaO + 6,8 HN03 + 6,8 NH3 +1,35 H3P04 1,675 (P20, • 2CaO) + 6,8 NH4N03 P205 • 3,35 CaO + 6,8 HN03 + 6,8 NH3 + 1,35 HjS04 ->• P205 • 2CaO + 1,35 CaS04 + 6,8 NH4N0j A fenti módon kapott foszfor nem vízoldható, hanem ammóniumcitrát - oldható, vagyis a növények számára már hozzáférhető alakban van jelen. A foszfor vízoldhatóvá tétele céljából a műtrágya foszfortartalmának ammóniumfoszfát alakban kell lenni. Ez úgy érhető el, hogy a foszforsavat és a kénsavat fölöslegben alkalmazzuk. A foszfor ammóniás kezelését úgy végezzük, hogy általában a mono- és diammóniumfoszfát közötti vegyület képződjön. Ha a foszforsavat 30- 50 P2 05 -tartalommal fölöslegben alkalmazzuk, akkor a következő reakcióegyenlet szerinti reakció megy végbe. P2Os • 3,35 CaO + 6,8 HN03 + 11,825 NH3 + + 4.7 H3P04 -►-*■ 1.675 (P2Os • 2CaO) + 1,675 (P2Oç • 3NH3) + + 6,8 NH4N03 Ha kénsavfelesleggel dolgozunk, akkor az alábbi reakcióegyenlet szerinti reakció történik: P2Os • 3,35 CaO + 6,8 HN03 +8,3 NH3 + + 2,35 H2S04 -*■-+ 0,5 (P2Os * 2CaO) + 0,5 (P2Os • 3HN3) + + 2,35 CaS04 + 6,8 NH4N03 Az apatitban levő fluortartalmat salétromsavas kezeléssel hidrogéníluorid alakjában felszabadítjuk. Az ammóniás kezelésnél az oldatban maradt részt kalciumfluoriddá alakítjuk és ez a műtrágyában marad, az alábbi reakcióegyenlet értelmében: CaF2 + 2HN03 -► Ca(N03)2 + HF Ca(N03)2 + 2 HF + 2NH3 -» CaF2 + 2NH4N03 A következőkben a találmány szerinti eljárást a csatolt ábra kapcsán részletesebben szemléltetjük, amelyen az eljárás kivitelezésére alkalmas berendezést mutatunk be. Az ábrán alkalmazott jelölések értelmezése a következő: A = oldó (feltáró)-reaktor B = első semlegesítő reaktor C = második semlegesítő reaktor DE = mosóberendezések. A keverőberendezéssel felszerelt A oldó-(fdtáró) reaktorba az 1 csővezetéken nyersfoszfátot a 2 csővezetéken salétromsavat vezetünk be. A salétromsav és a nyersfoszfát közötti reakció eredményeképpen savas foszforsav-tartalmű szuszpenzió képződik, amelynek hőmérsékletét körülbelül 60-80 C°, előnyösen 70 C -on tartjuk. Az A 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
